电池技术有局限？看电源管理技术如何突破

电池续航力的提升决定着电动汽车的命运，科研人员在追求化学与材料的新发现，车企与电池供应商在合力降低成本增加能量。在不断涌现的新技术中，替代锂离子化学成分的各种研究大量投入，有一些成为了热门应用和解决方案。
消费级市场(笔记本、手机、MP3等)作为锂离子电池(下称锂电池)最早的“东家”，为锂电池的推广做出了巨大的贡献。今天，智能手机大行其道，电池再一次成为了制约智能手机发展的关键因素之一。这与如今的新能源汽车市场有几分相似。
对于电池能量密度的描述，一般有质量比能量和体积比能量两种说法。所谓质量比能量，就是每kg电池所携带的能量的多少，比如动力电池市场，多是以质量比能量去描述的。所谓体积比能量，一般指电池单位体积下所承载的能量的数量。目前主流手机电池的容量在2000~3000mAH，这样的容量的电池，其质量往往只有几十克，所以在移动消费级市场中，更关心的是电池的比体积能量。
反观近十年手机电池的发展，大概可以分为三个阶段。
第一个阶段，锂离子聚合物电池的兴起。
传统的锂离子电池使用的是普通液态锂电解质，但是在2005年以后，聚合物电解质的锂离子电池开始崭露头角。相对于之前的液态锂离子电池来说，聚合物锂离子电池除了在电化学特性上更有优势外，更重要的，是塑型更加灵活，能让电池做的更薄，体积利用率更高。
第二个阶段，手机电池的稳定期。
2010年以前，尤其是2007年以前，锂离子聚合物电池的兴起让手机电池容量有了长足的提高。但是随着技术的成熟，电池比能量提高的速度开始减缓。更重要的是，随着电池能量的加大，安全问题开始浮现在我们眼前。很多厂家开始着眼于提高电池的安全性指标，在电池的外壳防护上下了一些功夫。虽然不能提升电池的能量密度，但是在长期发展来看，还是必要的。因为能量密度增加，出现问题的损失也会越大。
第三个阶段，手机电池的第二次能量密度提升。
到2013年以后，手机电池开始有一次的提升了能量密度。这里面有材料的原因，电池厂家通过改善工艺，提高了材料的压实密度，或通过其他的手段，让电池的容量有了进步。同时，即iPHONE之后，市场上越来越多的手机电池变得不可拆卸。通过电池和手机的“一体化”，省去了原来电池的硬壳保护，提升了电池的能量密度，或者根据电池结构，开发异型电池等。除此以外，更直接的一种方法，是提高电池的电压。普遍的，通过将电压平台提高0.1V左右，提高电池的能量。这与前一段比亚迪的磷酸铁锰锂电池有异曲同工之妙。
目前，主流的手机电池能量密度保持在600Wh/L左右，有些厂家的产品会稍微高一些，比如小米手机，电池能量密度在620Wh/L以上，一款金立手机能量密度达到650Wh/L。使用的哪种手段，还请对号入座。曾有报道说，当能量密度达到700Wh/L的时候，可能使电池的可充分循环寿命小于300次，爆炸的隐患大大增加。
既然电池技术在短期内无法革新，做到人们想要的续航好几天的程度，那么肯定就要另辟蹊径，寻找其他的解决之道。这时，电源技术勇敢的站出来：我行我上!
电源技术从一张电路图开始衍生，而一张电路图通常有几十乃至几百个元器件，它们的连线纵横交叉，形式变化多端，初学者往往不知道该从什么地方开始，怎样才能读懂它。其实电子电路本身有很强的规律性，不管多复杂的电路，经过分析可以发现，它是由少数几个单元电路组成的。
好象孩子们玩的积木，虽然只有十来种或二三十种块，可是在孩子们手中却可以搭成几十乃至几百种平面图形或立体模型。同样道理，再复杂的电路，经过分析就可发现，它也是由少数几个单元电路组成的。因此初学者只要先熟悉常用的基本单元电路，再学会分析和分解电路的本领，看懂一般的电路图应该是不难的。
按单元电路的功能可以把它们分成若干类，每一类又有好多种，全部单元电路大概总有几百种。下面我们选最常用的基本单元电路来介绍。让我们从电源电路开始。
电源电路的功能和组成
每个电子设备都有一个供给能量的电源电路。电源电路有整流电源、逆变电源和变频器三种。常见的家用电器中多数要用到直流电源。直流电源的最简单的供电方法是用电池。但电池有成本高、体积大、需要不时更换(蓄电池则要经常充电)的缺点，因此最经济可靠而又方便的是使用整流电源。
电子电路中的电源一般是低压直流电，所以要想从220伏市电变换成直流电，应该先把220伏交流变成低压交流电，再用整流电路变成脉动的直流电，最后用滤波电路滤除脉动直流电中的交流成分后才能得到直流电。有的电子设备对电源的质量要求很高，所以有时还需要再增加一个稳压电路。因此整流电源的组成一般有四大部分，变压电路，整流电路，滤波电路，稳压电路。
在这里要说明的是，电源电路是电子电路中比较简单然而却是应用最广的电路。拿到一张电源电路图时，应该：
①先按“整流—滤波—稳压”的次序把整个电源电路分解开来，逐级细细分析。
②逐级分析时要分清主电路和辅助电路、主要元件和次要元件，弄清它们的作用和参数要求等。例如开关稳压电源中，电感电容和续流二极管就是它的关键元件。
③因为晶体管有NPN和PNP型两类，某些集成电路要求双电源供电，所以一个电源电路往往包括有不同极性不同电压值和好几组输出。读图时必须分清各组输出电压的数值和极性。在组装和维修时也要仔细分清晶体管和电解电容的极性，防止出错。
④熟悉某些习惯画法和简化画法。
⑤最后把整个电源电路从前到后全面综合贯通起来。这张电源电路图也就读懂了。